新恩陶铁路接轨及走向方案研究

朱 涛

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 概述

新街至恩格阿娄至陶利庙铁路(简称“新恩陶铁路”，下同)，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗和乌审旗境内，线路东起包西铁路新街站，向西南经新街镇、图克镇至呼吉尔特矿区，再经乌兰陶勒盖、乌审旗，终至陶利庙站，线路正线全长174.941 km。

新恩陶铁路的建设是实施我国能源发展战略，建设鄂尔多斯南部大型煤炭基地，保障能源供应和支援国家经济建设的需要。该铁路连通鄂尔多斯南部呼吉尔特矿区和包西铁路，是包西铁路重要的煤炭集运线路，对构筑大秦线4亿t煤炭集运系统具有重要作用。

2 沿线自然特征

新恩陶铁路地处内蒙古鄂尔多斯高原南部剥蚀丘陵区及毛乌素沙漠平原区。丘陵区丘坡与谷地相间，地形相对平缓，河流较发育，相对高差约60 m。地表大部为风积沙所覆盖，局部丘坡及冲沟内基岩出露较好。

毛乌素沙漠地区人烟稀少，以风积沙丘、沙地和涧滩洼地为主，地形波状起伏。波状沙丘、新月形沙丘发育，沙丘相对高差约5～20 m，多以固定、半固定沙丘为主，少量为流动沙丘。毛乌素沙漠地表大部为风积沙所覆盖，仅局部丘坡可见少量基岩出露。近年来，随着当地禁牧、飞播、人播的大力实施，毛乌素沙漠生态恢复良好。

3 选线原则

(1)正确处理铁路修建与带动地方经济发展的关系。尽量考虑线路靠近城镇、主要经济据点和矿区，并结合地方其他项目的建设及规划，使其协调配合，在满足技术标准条件下，避免与城镇规划发生干扰。本线沿线的主要政治经济据点有乌审旗、图克镇、乌兰陶勒盖镇、新街镇，以及规划嘎鲁图镇物流园、图克镇物流园等。

(2)正确处理铁路选线与压覆矿产资源的关系。本线作为区域煤炭运输铁路，具有明显的资源导向特征。为便于煤炭运量集运，线路走向应尽可能靠近矿区，但线路靠近矿区势必压覆矿藏。煤炭作为不可再生资源，铁路选线设计应尽可能在满足煤炭集运的前提下，减少压覆矿藏数量，并与矿区规划和井田分布统筹协调。

(3)正确处理铁路选线与环境保护、水土保持的关系，坚持预防为主、防治结合、综合治理的原则。本线所处地区生态环境脆弱，当地划定的生态及自然保护区，是当地生态恢复优选育种的重要基地，对区域环境保护、水土保持意义重大。因此，选线设计应根据经过地区的地形、地质特点，尽量避免高填、深挖，并注意保护既有植被，采用适当的工程处理及防沙、治沙措施，保证铁路运营安全，改善生态环境，尽量避免因铁路施工造成的水土流失。

(4)正确处理铁路选线与重大地质不良地段的关系。本线位于毛乌素沙漠边缘及腹地，沿线固定沙丘和半固定沙丘较多，也有部分流动沙丘，多呈新月形，局部为片状沙垄或零散的沙丘。风沙流对铁路的危害主要表现为沙埋，其次为风蚀。线路应尽量绕避半固定沙丘及流动沙丘，对于必须通过地段，尽量以填方形式通过，尽量避免以零断面和路堑通过，并采取必要的安全处理措施。

(5)沿线耕地稀缺，选线设计应注意节约用地，贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的原则。

4 接轨及走向方案比选

新恩陶铁路以煤炭运量为主，主要经包西铁路北上运往大秦线。包西铁路的中鸡站、新街站、成陵乘降所、鄂尔多斯站自南而北分布，新恩陶铁路大体呈西南—东北走向，线路正线建筑长度与运营长度直接受接轨点影响。根据运量及其流向，结合线路基本走向，对以上四处符合接轨要求的接轨站进行研究比选。

中鸡站是包西铁路的中间站。包西铁路限制坡度为:包头至新街段上行6‰，下行13‰;新街至大保当段双机13‰。中鸡站位于新街至大保当段，到发线有效长度1 050 m，新街至中鸡23.5 km范围内上行方向大于6‰的坡度有8处、计9.600 km。新恩陶铁路按到发线有效长度1 700 m、限制坡度6‰设计。因此，中鸡站接轨存在变更包西铁路方案和不变更包西铁路两个方案。

①变更包西铁路方案:大牛地—中鸡—新街满足开行万吨列车要求。中鸡站延长到发线至1 700 m，新街至中鸡改坡使上行方向最大坡度不大于6‰。由此增加包西铁路万吨站一个，桥梁增加1.75 km，包西铁路增加投资约1.750亿元。中鸡至乌审旗新建线路正线长125.3 km，新建桥梁总长8.02 km，静态投资19.6元，运营费现值21.7亿元。

②不变更包西铁路方案:新包神维持施工图坡度不变，乌审旗—中鸡—新街按电力开行5 000 t设计(其中，中鸡—新街双机牵引)，在新街组合为万吨列车。新街站万吨列车组合分解站投资约0.8亿元。中鸡—大牛地—乌审旗新建单线125.3 km，静态投资17.1亿元，运营费现值23.6亿元。

两个接轨方案的投资比较如表1所示。

由表1可见，中鸡接轨的两个方案比新街接轨方案静态投资多，运营长度长16.1 km，缺点明显，比较后先行放弃。

因此，本次对新街站、成陵乘降所、鄂尔多斯站接轨方案进行重点研究。

表1 新街接轨与中鸡接轨方案投资比较

4.1 方案说明

新街接轨方案:新街站是包西铁路的重要装车站，设到发线4条，到发线有效长度1700 m。车站设有环形装车线、煤炭专用线等。本线自车站南端引出，向西南从札萨克水库饮用水源保护区北侧通过，沿S213北侧向西南至图克镇东，沿规划的兰嘎高速公路向南至呼吉尔特矿区，走呼吉尔特矿区的梅林庙井田与尔林滩井田分界线后，再继续西南方向行进至乌审旗南侧设乌审旗站。该方案新建线路正线长约132.686 km，新建桥梁总长7.537 km，静态投资约18.98亿元。

成陵接轨方案:新包神线成陵站为预留乘降所，先将其平纵断面调整为万吨站位后，线路自成陵站南端引出，顺应地形向西南至图克镇东侧，沿规划的兰嘎高速公路向南至呼吉尔特矿区，走呼吉尔特矿区的梅林庙井田与尔林滩井田分界线后，再继续西南方向行进至乌审旗南侧设乌审旗站。该方案新建线路正线长约139.733 km，新建桥梁总长9.208 km，静态投资约21.06亿元。

鄂尔多斯接轨方案:包西铁路鄂尔多斯站变更为满足开行万吨列车的中间站后，线路自包西铁路鄂尔多斯站南端引出，从西红海子与新包神线之间穿过，于西红海子南侧先向西再折向西南至乌审旗南侧设乌审旗站。该方案新建线路正线长约152.882 km，新建桥梁总长7.631 km，静态投资约21.81亿元。

接轨方案示意见图1，主要工程数量及投资比较见表2。

图1 新街至恩格阿娄至陶利庙铁路接轨方案示意

表2 与包西铁路接轨及走向方案比较

4.2 方案综合评价

(1)对包西铁路影响的分析比较

包西铁路新街站到发线有效长度为1 700 m，成陵为预留乘降所，鄂尔多斯站到发线有效长度为1 050 m。限制坡度包头至新街为上行 6‰、下行13‰。

新街接轨方案:新街站到发线有效长度为1 700 m，新街至包头方向的限制坡度与本线坡度一致，除新街站需进行必要的配套改造外，对包西铁路的影响最小。

成陵接轨方案:包西铁路需在预留成陵乘降所处增设成陵站，相应纵断面在施工图的基础上改坡3.900 km，以满足到发线有效长1 700 m要求。此外，包西铁路运营成本增加。

鄂尔多斯接轨方案:鄂尔多斯站到发线有效长度为1 050 m，需将其线路平、纵断面按万吨站位条件调整，需平面改线 2.93 km，到发线有效长延长到1 700 m。包西铁路增加一个万吨作业站，增加运营成本。

(2)工程地质条件比较

该段线路位于毛乌素沙漠边缘及腹地，以固定沙丘(地)和半固定沙丘(地)为主，多呈片状，局部呈带状分布。近年来，当地政府采取了禁牧圈养和机播人种的生态恢复措施，地面植被覆盖率达90%以上，原来的沙丘及沙地大部分已固定、少量地段半固定，零星地段还有风沙现象，风积沙对三个方案影响不大。

(3)满足矿区要求比较

新街接轨方案、成陵接轨方案均过本线运量主要来源的呼吉尔特矿区，并设大牛地站，与矿区的开采规划配合较好;鄂尔多斯接轨方案从呼吉尔特矿区东侧20 km左右经过，距离矿区较远，需修建较长的煤矿专用线。

4.3 推荐意见

综合分析，新街站接轨方案与成陵、鄂尔多斯接轨方案比较，可充分利用包西铁路的万吨工程，对包西铁路影响最小;线路经过本线运量主要来源的呼吉尔特矿区，并设大牛地站，与矿区的开采规划配合较好，不需修建较长的专用线;而且新街接轨方案新建线路长度分别较成陵接轨方案、鄂尔多斯接轨方案短7.047 km、20.196 km，投资省2.09亿元、2.83亿元，虽然乌审旗至鄂尔多斯段运营长度分别长6.453 km、11.904 km，但换算工程运营费仍省1.15亿元、1.97亿元。

经综合比选，新恩陶铁路与包西铁路接轨方案推荐采用新街站接轨方案。

5 线路穿越矿区方案比选

线路受毛乌素沙地柏自然保护区核心区控制，线路于保护区南侧绕行，需穿越呼吉尔特矿区。考虑工程造价、压煤以及煤炭集运等因素，该段研究了呼吉尔特矿区取直方案和沿井田边界方案。

呼吉尔特矿区取直方案，线路沿毛乌素沙地柏自然保护区边缘东南侧布设，线路长度24.635 km，工程投资2.65亿元。沿井田边界方案，线路沿矿区井田边界线行走，线路长度32.000 km，工程投资3.20亿元(见图2及表3)。

图2 呼吉尔特矿区方案示意

表3 穿越矿区方案比较

取直方案线路顺直，较沿井田边界方案短7.365 km，工程投资省0.55亿元。但线路正穿呼吉尔特矿区最大的梅林庙井田和门克庆井田，压覆煤矿面积大。沿井田边界方案线路走行于井田分界线上，压煤少，与矿区规划配套好，既对矿区规划影响较小，又能更好地服务于矿区。综合分析，推荐沿井田边界方案。

6 结束语

新恩陶铁路沿线煤炭资源富集，地处生态环境脆弱地区，正确处理铁路选线与压覆矿产资源的关系，以及与环境保护、水土保持的关系，是本线接轨与走向方案研究的两个核心问题。经过大范围比选研究，推荐线路方案基本绕避了各类保护区，穿越矿区线位沿井田分界线布设，基本不增加压覆矿藏数量，实现了环境、资源与项目建设的统筹兼顾，为类似地区的铁路选线及接轨方案积累了经验。

[1]赵清为.铁路工程技术手册·线路[M］.北京:中国铁道出版社，1994

[2]郝瀛.铁路选线设计[M］.北京:中国铁道出版社，1996

[3]GB 50090—2006 铁路线路设计规范[S］

[4]中铁工程设计咨询集团有限公司.新建新包神至乌审旗矿区铁路及与准朔铁路联络线预可性研究(方案竞选)报告[R］.北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2008

[5]中铁工程设计咨询集团有限公司.新建新街至恩格阿娄铁路可行性研究报告:第一篇总说明书[R］.北京.中铁工程设计咨询集团有限公司，2008

[6]中铁工程设计咨询集团有限公司.新建恩格阿娄至陶利庙铁路可行性研究报告:第一篇总说明书[R］.北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2008

[7]中铁工程设计咨询集团有限公司.新建新街至恩格阿娄铁路可行性研究报告:第五篇线路说明书[R］.北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2008

[8]中铁工程设计咨询集团有限公司.新建恩格阿娄至陶利庙铁路可行性研究报告:第五篇线路说明书[R］.北京:中铁工程设计咨询集团有限公司，2008